一种白光LED封装结构及封装方法技术

一种白光LED封装结构，包括光学透镜、LED芯片、预制荧光薄膜和基板，所述的预制荧光薄膜与LED芯片自上而下叠置成一体置于光学透镜内，并与光学透镜下平面一起与基板固结成一体，同时所述1ED芯片的电极与基板之间直接由电极引线导通；所述的预制荧光薄膜，其原料为荧光粉和粘合剂，由荧光粉和粘合剂按0.1～1：1的质量比均匀混合，采用注塑方法注入设计厚度为0.1-1mm的注塑模具内，在100-300℃环境温度下固化90秒，脱模后即获得一次成型的厚度在0.1-1mm±0.02mm的白光LED用荧光粉预制薄膜；所述的荧光粉为一种Ce激活的钇铝石榴石结构的黄色荧光材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LED封装结构，特别是一种白光LED封装结构及封装方法，属于LED制作

技术介绍
荧光薄膜是近年来广受关注的一类新型材料，它可作为灯管和窗口材料、激光材料、闪烁体材料，应用前景广阔。由于技术原因，目前主流的LED制造方法是蓝光芯片与黄色荧光粉结合，其具体工艺为，先将LED芯片固定在支架上，连接好电路；接着按一定比例称取荧光粉和硅胶，将二者混合均匀后放入真空干燥器内排气泡，然后将荧光粉与硅胶的混合物涂覆到芯片上(也称点胶)，随后加热使其固化，接着可以用一个透明塑料透镜密封 在上面，中间空隙内以硅胶填充，再次加热使硅胶固化，即可制成独立的LED灯成品，最后根据需要，将一个或者多个独立的LED灯组合在一起，连接好电路，即形成所需的LED照明灯。然而，在上述LED封装过程中存在着几个关键性问题首先，在点胶时，荧光粉的浓度难以自始自终的保持一致。这是由于荧光粉在硅胶中是保持一定的颗粒度的，而且荧光粉有一定的重量，其密度较硅胶也大很多。虽然硅胶较为粘稠，荧光粉在其中仍会逐渐沉淀，而排气泡的时间较长，间接的促进了荧光粉的沉降，所以，在点胶的时候，开始点的胶中荧光粉浓度较大，越往后，浓度则越低，由此导致了不同批次甚至是相同批次制造出的LED器件出光色度不完全相同，最后工厂必须将制造出来的LED按照颜色误差或者色温等参数进行分类。其次，单个芯片上点胶的厚度难以做到一致，由于点胶机每次点出的胶均近似球形，所以固化后的荧光粉涂层必然是中间厚，四周薄，最后封装出LED的光色度从中间和四周看必然不一致，中间偏黄，四周偏蓝；其三，荧光粉因为受热而引起的发光衰减问题，由于现行LED封装工艺都是直接将荧光粉和硅胶的混合物点到芯片上，而芯片在工作时，会散发出大量的热，使芯片周围的温度迅速升高，结果荧光粉的发光效率由于受热而不断下降，最终直接影响到LED的寿命。考虑到未来LED功率将越来越高，其芯片面积也会随之增大，散出的热也会更多，以上三个问题也将越来越突出。鉴于上述原因，中国专利文献公开的专利号为ZL200910030917. 5的“一种预制荧光粉薄膜型白光LED封装结构及制备方法”，提出了一种利用丝网印刷预制薄膜封装LED芯片的封装结构及封装方法，期望解决传统LED芯片封装结构存在的众多问题。但是，经本专利技术人对该结构的分析，以及对其在实际运用中的效果分析，认为其虽然提出了一种运用预制薄膜的LED芯片封装技术，但由于其设计结构上的局限性，因此依照该封装结构和封装方法提出的技术方案存在以下缺陷I、采用该预制荧光粉薄膜型白光LED封装结构封装，使用多种原材料(胶水、填充胶、高分子薄膜)封装在一起，因每个材料的折射率、膨胀系数等特性不一致，在老化测试和使用过程中会出现层次脱离、龟裂等问题，该产品信赖性低；2、LED芯片与荧光粉层之间的距离越远，通过多次折射，造成出光效率不同，会导致光源周围产生黄圈；3、采用镂空支架封装，支架高出芯片部分若为吸光材料，会影响光源光效；支架高出芯片部分若为反光材料，则会因为多次折射导致光源光斑形状不规则；4、由于LED用荧光粉的比重大、粒径小，采用平面丝网印刷的工艺生产薄膜，无法控制印刷产品的均匀度，出光一致性、良率无法保证，材料损耗较大，导致封装成本上升。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提出一种能有效克服上述缺陷的白光LED封装结构及方法。 这种白光LED封装结构，包括光学透镜、至少一颗LED芯片、预制荧光薄膜和基板，其特征在于所述的预制荧光薄膜与LED芯片自上而下叠置成一体置于光学透镜内，并与光学透镜下平面一起与基板固结成一体；同时，所述LED芯片的电极与基板之间直接由电极引线导通；其中，所述的预制荧光薄膜6，其原料为荧光粉和粘合剂，由荧光粉和粘合剂按0. I I :1的质量比均匀混合，采用注塑方法注入设计厚度为0. I-Imm的注塑模具内，在100-300°C环境温度下固化90秒，脱模后即获得一次成型的厚度在0. l-lmm±0. 02mm的白光LED用荧光粉预制薄膜；所述的荧光粉为一种Ce激活的钇铝石榴石结构的荧光材料，化学组成通式为(A3-x) (Al5-2mBmCm)Fn012-n:xCe ;其中 A 为 Y、Gd、La、Tb 的一种或者几种，B为Ti、Zr、V中的一种或几种，C为Mn、Zn、Mg、Li中的一种或者两种；其中0. 03 彡 X 彡 0. 1，0. 01 彡 m 彡 2，0 彡 n 彡 3x。所述的LED芯片为垂直结构的单电极芯片。所述的基板设有正电极区和负电极区；且所述基板为陶瓷基板、铜合金基板或铝合金基板。所述的预制荧光薄膜与LED芯片之间、LED芯片与基板之间置有粘胶型充填剂或凝胶。所述的充填剂5为硅胶、环氧树脂、银胶中的一种、或两种充填剂的混合体。所述的预制荧光薄膜为通过注塑方式制备的一种白光LED用荧光粉预制薄膜。这种白光LED封装结构的封装方法如下A、将荧光粉和粘合剂按0. I I :1的质量比均匀混合，采用注塑方法注入设计厚度为0. I-Imm的注塑模具内，在100-300°C环境温度下固化90秒，脱模后即获得一次成型的厚度在0. l-lmm±0. 02mm的白光LED用预制荧光薄膜；然后根据生产需要切割成与LED芯片匹配的大小规格，预留出连接电极引线的位置备用。B、将至少一颗LED芯片置于基板上，将电极引线一端与LED芯片的电极连接，另一端与基板上的极点连接，将步骤A制得的预制荧光薄膜与LED芯片用粘结填充剂粘结成一体，构成上覆预制荧光薄膜的LED芯片组合体，随后将其在环境温度为100-20(TC下烘干1-5小时。C、在步骤B制得的预制荧光薄膜、LED芯片、基板的组合体上方，加盖使用粘结填充剂制得的光学透镜，并与基板粘接，覆盖于预制荧光薄膜与LED芯片组合体、及电极引线上方。所述的光学透镜下平面以上的镜体内设有一安置预制荧光薄膜和LED芯片组合体的空穴。这种白光LED封装结构，其封装方法如下A、将荧光粉和粘合剂按0. I I :1的质量比均匀混合，采用注塑方法注入设计厚度为0. I-Imm的注塑模具内，在100-300°C环境温度下固化90秒，脱模后即获得一次成型的厚度在0. l-lmm±0. 02mm的白光LED用预制荧光薄膜；然后根据生产需要切割成与LED芯片匹配的大小规格，预留出连接电极引线的位置备用；B、将至少一颗LED芯片置于基板上，将电极引线一端与LED芯片的电极连接，另一端与基板上的极点连接，将步骤A制得的预制荧光薄膜与LED芯片用粘结填充剂粘结成一体，构成上覆预制荧光薄膜的LED芯片组合体，随后将其在环境温度为100-20(TC下烘干1-5小时；C、用成型模具、透光材料制作底部设有空穴的光学透镜体；D、将步骤B制得的上覆预制荧光薄膜的LED芯片组合体安置在光学透镜体镜体下部的空穴内，并将步骤B制得的预制荧光薄膜、、LED芯片、基板的组合体上方，加盖按步骤C制得的光学透镜，并使之与基板粘接，覆盖于预制荧光薄膜与LED芯片组合体、及电极引线上方。所述的荧光粉为一种LED用红色荧光粉，其结构通式为1 2^￡1^^￥(1 )4)3;其中R为Sc、Y、La、Gd、Lu中的一种或两种，A为Sm, Bi中的一种或两种；M为Mo、W本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种白光LED封装结构，包括光学透镜(I)、至少ー颗LED芯片(4)、预制荧光薄膜(6)和基板(3)，其特征在于所述的预制荧光薄膜(6)与LED芯片(4)自上而下叠置成一体置于光学透镜(I)内，并与光学透镜(I)下平面一起与基板(3)固结成一体，同时所述LED芯片(4)的电极(7)与基板(3)之间直接由电极引线(2)导通；其中，所述的预制荧光薄膜(6)，其原料为荧光粉和粘合剤，由荧光粉和粘合剂按O. I I :1的质量比均匀混合，采用注塑方法注入设计厚度为O. I-Imm的注塑模具内，在100-300°C环境温度下固化90秒，脱模后即获得一次成型的厚度在O. l-lmm±0. 02mm的白光LED用预制荧光薄膜(6);所述的荧光粉为ー种Ce激活的钇铝石榴石结构的荧光材料，化学组成通式为(A3-X) (A15-2mBmCm)FnO12-H:xCe ;其中A为Y、Gd、La、Tb的ー种或者几种，B为Ti、Zr、V中的ー种或几种，C为Mn、Zn、Mg、Li中的ー种或者两种；其中O. 03彡x彡O. 1，O. 01彡m彡2，O彡η彡3x。2.如权利要求I所述的白光LED封装结构，其特征在于所述的LED芯片(4)为垂直结构的单电极芯片。3.如权利要求I所述的白光LED封装结构，其特征在于所述的基板(3)设有正电极区和负电极区；且所述基板为陶瓷基板、铜合金基板或铝合金基板。4.如权利要求I所述的白光LED封装结构，其特征在于所述的预制荧光薄膜(6)与LED芯片(4 )之间、LED芯片(4 )与基板(3 )之间置有粘胶型充填剂(5 )。5.如权利要求4所述的白光LED封装结构，其特征在于所述的充填剂为硅胶、环氧树月旨、银胶中的ー种、或两种的混合体。6.如权利要求4所述的白光LED封装结构，其特征在于LED荧光薄膜为通过注塑方式制备的ー种白光LED用荧光粉预制薄膜。7.如权利要求I所述的ー种白光LED封装结构，其封装方法如下 A、将荧光粉和粘合剂按O.I I :1的质量比均匀混合，采用注塑方法注入设计厚度为O.I-Imm的注塑模具内，在100-300°c环境温度下固化90秒，脱模后即获得一次成型的厚度在O. l-lmm±0. 02mm的白光LED用预制荧光薄膜；然后根据生产需要切割成与LED芯片匹配的大小规格，预留出连接电极引线的位置备用； B、将至少ー颗LED芯片(4)置于基板(3)上，将电极引线(2)—端与LED芯片的电极连接，另一端与基板(3)上的极点连接，将步骤A制得的预制荧光薄膜(6)与LED芯片(4)用粘结填充剂(5)粘结成一体，构成上覆预制荧光薄膜的LED芯片组合体，随后将其在环境温度为100-200°C下烘干1-5小时； C、在步骤B制得的预制荧光薄膜(6)、LED芯片(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：高扬，刘建龙，邓顺明，吴政明，吴家骅，徐颖，
申请(专利权)人：上海祥羚光电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：